【摘 要】
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自有机-无机杂化钙钛矿材料作为吸光材料应用于太阳能电池以来，器件性能不断提升，钙钛矿太阳能电池因此引起了全世界科研工作者的广泛关注。在多种不同结构的钙钛矿太阳能电池中，基于三层介孔膜结构(TiO2/ZrO2/Carbon)的可印刷介观钙钛矿太阳能电池以其廉价的原材料、简单的制备工艺以及良好的器件稳定性，逐渐形成业内研究特色。本文基于可印介观刷钙钛矿太阳能电池的制备工艺及结构特点，通过界面修饰实现了器件性能的提升，并探索了该类器件在低光强条件下的性能和应用潜力。具体研究内容如下：
(一)基于可印刷
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自有机-无机杂化钙钛矿材料作为吸光材料应用于太阳能电池以来，器件性能不断提升，钙钛矿太阳能电池因此引起了全世界科研工作者的广泛关注。在多种不同结构的钙钛矿太阳能电池中，基于三层介孔膜结构(TiO2/ZrO2/Carbon)的可印刷介观钙钛矿太阳能电池以其廉价的原材料、简单的制备工艺以及良好的器件稳定性，逐渐形成业内研究特色。本文基于可印介观刷钙钛矿太阳能电池的制备工艺及结构特点，通过界面修饰实现了器件性能的提升，并探索了该类器件在低光强条件下的性能和应用潜力。具体研究内容如下：
(一)基于可印刷介观钙钛矿太阳能电池的典型材料体系，制备了开路电压895.35±6.57mV，短路电流23.64±0.17mAcm-2，填充因子0.67±0.01，光电转换效率14.16±0.19%的实验室小面积(0.1 cm2)器件；围绕三层介孔膜结构及钙钛矿材料在介孔膜内的填充情况，分析讨论了可印刷钙钛矿太阳能电池开路电压较低的原因及改善方法。
(二)提出了一种修饰改性钙钛矿材料/介孔碳电极界面的方法。通过对该界面进行氧化钒(VOx)后处理，有效提升了器件的开路电压和光电转换效率；其中开路电压平均提高30.13±5.19mV，光电转换效率平均提高0.89±0.16%，器件最高光电转换效率达到15.77%。研究表明，具有高功函的VOx纳米颗粒，可以有效改善钙钛矿材料与介孔碳电极的界面接触，从而提升该界面的电荷转移速率，降低该界面的电压损失。
(三)研究了可印刷介观钙钛矿太阳能电池小型模组(10×10cm2)在低光强条件下的性能表现，并与三种已实现商业化的传统太阳能电池进行对比。研究表明，在光照强度低于0.3个标准太阳光(300 W m-2)的条件下，可印刷介观钙钛矿太阳能电池开始展现出一定的光电转换效率优势；当光照强度进一步降低至标准室内弱光条件(1000lux，约3Wm-2)时，其光电转换效率提升至19.83%。
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